KR20170021398A - Sample plate using MALDI-TOF mass spectrometer and manufacturing method of the sample plate - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 말디톱 질량분석기에 이용가능한 시료 플레이트로서, 특히 일회용으로 이용하기에 적합한 시료 플레이트 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a sample plate usable in a Malditrip mass spectrometer, in particular a sample plate suitable for use as a disposable mass, and a method for producing the same.
일반적으로 질량분석기는 화합물의 질량을 측정하는 분석기기로서 화합물을 하전시켜 이온화한 후 질량 대 전하량을 측정하여 화합물의 분자량을 결정하게 된다. 화합물을 이온화하는 방법으일반적으로 말디톱 질량분석기는 시료분자를 이온화한 후 이온의 분자량을 측정하는 기기이다. 시료의 이온화는 유기 매트릭스를 시료와 혼합한 후 레이져를 조사하여 진행한다. 유기 매트릭스는 자외선 영역의 레이져 에너지를 흡수하여 활성화되는 과정에서 시료를 이온화한다. 말디톱 질량분석의 이온화 방법은 일반적으로 시료에 +1 또는 +2 와 같은 간단한 이온화도를 일으키며 단백질 등의 고분자물질의 경우에도 체인의 분해로 인한 토막이 나지 않으므로 전체분자의 분자량의 측정에 용이한 방법이다. 분석을 위해 시료는 유기매트릭스를 시료와 혼합하거나 미리 금속판에 유기매트릭스를 분주 후 건조하고 시료를 분주하여 건조한 후 사용한다. 말디톱 질량분석기는 시료준비가 간단하고 고감도 측정이 가능하며 넓은 분석범위를 장점으로 한다. 이러한 말디톱 질량분석기의 경우 저분자량 시료의 경우에는 분자량의 측정이 용이하지 않은 단점이 있다. 이와 같은 문제점은 시료의 이온화를 위해 사용하는 유기 매트릭스 분자의 경우 레이져의 조사에 의해 이온화 되는 동시에 토막이 나므로 저분자량 영역에서 매트릭스의 노이즈가 발생하여 일어나게 된다. 따라서 저분자량 시료의 분석피크가 매트릭스의 노이즈와 겹치는 경우 분석이 불가능하게 된다. Generally, a mass spectrometer is an analytical instrument for measuring the mass of a compound. The compound is charged and ionized, and then the mass to charge amount is measured to determine the molecular weight of the compound. In general, maldisto mass spectrometry is a device that ionizes a sample molecule and then measures the molecular weight of the ion. Ionization of the sample proceeds by mixing the organic matrix with the sample and irradiating the laser. The organic matrix absorbs laser energy in the ultraviolet region and ionizes the sample during its activation. The ionization method of Maldiste mass spectrometry generally causes a simple ionization degree such as +1 or +2 to the sample. In the case of a polymer substance such as a protein, there is no partion due to decomposition of the chain. Therefore, it is easy to measure the molecular weight of the whole molecule to be. For the analysis, the sample should be mixed with the sample, or the organic matrix should be dispensed in advance on the metal plate, dried, and the sample should be dispensed and dried before use. The Maldistop mass spectrometer provides simple sample preparation, high sensitivity measurements, and wide analytical range. In the case of a low molecular weight sample, the measurement of the molecular weight is not easy in such a Maltodest mass spectrometer. Such a problem is caused by ionization of the organic matrix molecules used for ionization of the sample and ionization of the molecules due to irradiation of the laser, resulting in noise of the matrix in a low molecular weight region. Therefore, when the analytical peak of the low molecular weight sample overlaps with the noise of the matrix, analysis becomes impossible.
저분자량 영역의 시료분석을 위해서 파릴렌 매트릭스 칩이 개발된 바 있다.파릴렌 매트릭스는 유기 매트릭스를 스테인레스 등 도체의 성질을 갖는 금속모재 상에 수 마이크로리터의 유기 매트릭스 용액을 점적한 후 건조하고 파릴렌 박막을 증착하는 방법으로 제조한다. 이러한 방법으로 제조된 파릴렌 매트릭스 칩의 경우 저분자 시료를 점적 후 분석하면 기존에 발생하는 유기 매트릭스의 저분자영역(m/z < 500)의 노이즈가 발견되지 않으므로 분석하고자 하는 저분자 시료의 신호피크를 용이하게 관찰가능하다. A parylene matrix chip was developed for the analysis of samples in a low molecular weight region. The parylene matrix was prepared by dropping several microliters of the organic matrix solution onto a metal base material having a conductor property such as stainless steel, And a thin film of copper is deposited. In the case of the parylene matrix chip manufactured by this method, after the low-molecular-weight sample is analyzed after the spotting, the noise of the low-molecular domain (m / z < 500) .
하지만 상기 파릴렌 매트릭스 칩의 경우 점적하는 매트릭스의 수효가 가로, 세로 수 센티미터 크기의 금속모재 상에 수십 - 수백개의 위치에 유기매트릭스를 점적하여 유기매트릭스 점(spot)을 제조하므로 파릴렌 매트릭스 칩의 대량생산시 유리 매트릭스의 점적과정에 시간 및 비용의 소요가 크다는 단점이 있다.However, in the case of the parylene matrix chip, an organic matrix spot is formed by dripping the organic matrix at several tens to several hundreds positions on the metal base material having the number of the matrix to be dotted, There is a disadvantage in that the time and cost of the glass matrix are large in the process of mass production.
또한, 상기 파릴렌 매트릭스 칩의 경우 시료 플레이트의 유기 매트릭스 점은 각각의 점적에 의해 제조되는 것이 아니라 동일공정의 딥 코팅 혹은 스프레이 코팅공정으로 제조되는 것이 아니므로 질량분석이 이루어지는 유기 매트릭스 점간의 차이가 매우 크다. 또한, 소수성의 금속 표면에 수용성의 유기 매트릭스 용액을 가하여 건조하므로 불균일한 유기 매트릭스 결정으로 건조되어 분포하므로 최종 시료의 결정이 부분에 따라 두께가 크게 다르게 된다. 따라서, 말디톱 질량분석을 위해 레이져 조사위치에 따라 발생하는 이온량이 크게 차이가 발생하여 재현성 높은 말디톱 질량분석을 통한 시료의 정량분석에 어려움이 있다. In addition, in the case of the parylene matrix chip, the organic matrix points of the sample plate are not manufactured by the respective dots but are manufactured by the dip coating or spray coating process of the same process, so that the difference between the organic matrix points where the mass analysis is performed very big. In addition, since a water-soluble organic matrix solution is added to a hydrophobic metal surface to dry it, it is dried and distributed as a non-uniform organic matrix crystal, so that the thickness of the final sample varies greatly depending on the crystal. Therefore, it is difficult to quantitatively analyze the sample through the high reproducibility of Maddystook mass spectrometry because the amount of ions generated according to the laser irradiation position differs greatly for the Maldistop mass analysis.
따라서 본 발명은 말디톱 질량분석기에 이용가능한 시료 플레이트로서 기존 파릴렌 매트릭스 칩과 달리 대량생산에 적합한 시료 플레이트를 제공하는 것을 목적으로 한다. Therefore, it is an object of the present invention to provide a sample plate suitable for mass production, unlike a conventional parylene matrix chip, which is usable as a sample plate for a mass spectrometer.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 시료 플레이트는:In order to achieve the above object, a sample plate according to the present invention comprises:
금속 모재, Metal base material,
상기 금속 모재의 적어도 일부에 형성된 친수성 폴리머 박막,A hydrophilic polymer thin film formed on at least a part of the metal base material,
상기 친수성 폴리머 박막 위에 형성된 유기 매트릭스 및An organic matrix formed on the hydrophilic polymer thin film and
상기 유기 매트릭스가 형성된 금속 모재 위에 형성되고, 상기 유기 매트릭스를 전부 덮도록 형성된 파릴렌 박막을 포함하는 것을 특징으로 한다.And a parylene film formed on the metal matrix on which the organic matrix is formed and covering the organic matrix.
또한, 상기 친수성 폴리머 박막은 상기 금속 모재에 일정한 패턴을 갖고 복수로 형성되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the hydrophilic polymer thin film has a predetermined pattern in the metal base material and is formed in plural.
또한, 상기 친수성 폴리머 박막은 폴리라이신, 폴리비닐알콜, 폴리아크릴산 등 친수성 작용기인 하이드록실기, 아민기, 카르복실기 등을 포함하는 폴리머가 바람직하다. In addition, the hydrophilic polymer thin film is preferably a polymer including hydrophilic functional groups such as polylysine, polyvinyl alcohol, and polyacrylic acid, an amine group, a carboxyl group, and the like.
또한, 상기 친수성 폴리머 박막은 수 마이크로 이하의 두께를 갖는 것이 바람직하다.In addition, the hydrophilic polymer thin film preferably has a thickness of several micro or less.
또한, 상기 유기 매트릭스는 스프레이 코팅(spray coating)법 또는 딥 코팅(deep doating)법에 의하여 형성되는 것이 바람직하다.Also, the organic matrix is preferably formed by a spray coating method or a deep coating method.
또한, 상기 유기 매트릭스는 CHCA [a-Cyano-4-hydroxycinnamic acid], DHB [2,5-Dihydroxybenzoic acid] 등 말디톱 질량분석에 사용하는 유기 매트릭스를 이용할 수 있다.The organic matrix may be an organic matrix used for mass spectrometry such as CHCA [a-Cyano-4-hydroxycinnamic acid] and DHB [2,5-Dihydroxybenzoic acid].
또한, 상기 유기 매트릭스 층은 2.5㎛의 두께로 도포하는 것이 바람직하다. The organic matrix layer is preferably applied to a thickness of 2.5 탆.
또한, 상기 파릴렌 박막은 파릴렌-N 박막인 것이 바람직하다.It is preferable that the parylene film is a parylene-N film.
또한, 상기 파릴렌 박막은 10nm 내지 100nm 이하의 두께로 증착되는 것이 바람직하다.It is preferable that the parylene film is deposited to a thickness of 10 nm to 100 nm or less.
또한, 금속모재는 말디톱 질량분석기에 이용가능한 도체의 성질을 지닌 금속인 것이 바람직하다.In addition, the metal matrix is preferably a metal having the properties of a conductor that can be used in a Maldøst mass spectrometer.
또한, 본 발명에 따른 시료 플레이트는 상기 파릴렌 박막 위에 형성된 분석 대상물을 더 포함할 수 있다.In addition, the sample plate according to the present invention may further comprise an analyte formed on the parylene film.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 시료 플레이트의 제조방법은:According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a sample plate,
금속 모재의 적어도 일부에 친수성 폴리머 박막을 형성하는 단계;Forming a hydrophilic polymer thin film on at least a part of the metal base material;
상기 친수성 폴리머 박막 위에 유기 매트릭스를 형성하는 단계; 및 Forming an organic matrix on the hydrophilic polymer thin film; And
상기 유기 매트릭스가 형성된 금속 모재 위에서 상기 유기 매트릭스를 전부 덮도록 파릴렌 박막을 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.And coating the parylene thin film on the metal matrix on which the organic matrix is formed so as to cover the entire organic matrix.
또한, 상기 친수성 폴리머 박막을 형성하는 단계는:The step of forming the hydrophilic polymer thin film includes:
상기 금속 모재 위에 일정하게 패터닝된 마스크 층을 도포하는 단계;Applying a uniformly patterned mask layer over the metal base material;
상기 패터닝된 마스크가 도포된 금속 모재 위에 친수성 폴리머를 도포하는 단계; Applying a hydrophilic polymer onto the metal matrix to which the patterned mask is applied;
상기 친수성 폴리머를 건조하는 단계; 및Drying the hydrophilic polymer; And
상기 마스크 층을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.And removing the mask layer.
또한, 상기 친수성 폴리머 박막은 폴리라이신, 폴리비닐알콜, 폴리아크릴산 등 친수성 작용기인 하이드록실기, 아민기, 카르복실기 등을 포함하는 폴리머인 것이 바람직하다. In addition, the hydrophilic polymer thin film is preferably a polymer including hydrophilic functional groups such as polylysine, polyvinyl alcohol, and polyacrylic acid, such as a hydroxyl group, an amine group, and a carboxyl group.
또한, 상기 친수성 폴리머 박막은 수 마이크로 이하의 두께를 갖는 것이 바람직하다.In addition, the hydrophilic polymer thin film preferably has a thickness of several micro or less.
또한, 상기 유기 매트릭스는 스프레이 코팅(spray coating)법 또는 딥 코팅(deep doating)법에 의하여 형성되는 것이 바람직하다.Also, the organic matrix is preferably formed by a spray coating method or a deep coating method.
또한, 상기 유기 매트릭스 층은 2.5㎛의 두께로 도포하는 것이 바람직하다. The organic matrix layer is preferably applied to a thickness of 2.5 탆.
또한, 상기 파릴렌 박막은 10nm 내지 100nm 이하의 두께로 증착되는 것이 바람직하다.It is preferable that the parylene film is deposited to a thickness of 10 nm to 100 nm or less.
또한, 금속모재는 말디톱 질량분석기에 이용가능한 도체의 성질을 지닌 금속인 것이 바람직하다.In addition, the metal matrix is preferably a metal having the properties of a conductor that can be used in a Maldøst mass spectrometer.
또한, 상기 방법은 상기 파릴렌 박막 위에 형성된 분석 대상물 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the method may further include forming an analyte formed on the parylene film.
또한, 상기 유기 매트릭스의 용매는 물과 아세토나이트릴과 같은 휘발성이 높은 유기용매를 혼합하여 제조하며, 혼합비율은 시료에 따라 말디톱 질량분석 피크가 최적으로 얻어지는 조건으로 결정되는 것이 바람직하다. The solvent of the organic matrix may be prepared by mixing water and an organic solvent having high volatility such as acetonitrile. The mixing ratio is preferably determined according to the sample under the condition that the mass spectrometry peak of the maldiste is optimally obtained.
본 발명에 따른 일회용 말디톱 질량분석기 시료 플레이트는 금속 모재 상에 수십 - 수백곳에 위치하는 유기 매트릭스 점을 간단한 공정으로 제조하는 방법을 제공하여 기존 파릴렌 매트릭스 칩의 제조공정에 소요되는 시간 및 비용을 크게 절감할 수 있다. Disposable Maltodest Mass Spectrometer Sample Plate according to the present invention provides a method of manufacturing an organic matrix spot located in the range of several tens to several hundreds on a metal base material by a simple process so that the time and cost required for manufacturing the existing parylene matrix chip Can be greatly reduced.
또한, 본 발명에 따르면 시료에 따라 최적의 말디톱 질량분석을 위한 친수성 폴리머 박막두께 및 유기 매트릭스 층 두께를 선별하여 일회용 말디톱 질량분석기용 매트릭스 시료 플레이트의 제조가 가능하다.In addition, according to the present invention, it is possible to prepare a matrix sample plate for a disposable horse ditch top mass spectrometer by selecting the thickness of the hydrophilic polymer thin film and the thickness of the organic matrix layer for the optimum maldistructural mass analysis according to the sample.
또한, 본 발명에 따른 일회용 말디톱 질량분석기용 시료 플레이트의 유기 매트릭스 점은 각각의 점적에 의해 제조되는 것이 아니라 동일공정의 딥 코팅 혹은 스프레이 코팅공정으로 제조되므로 질량분석이 이루어지는 유기 매트릭스 점간의 차이가 매우 작고 균일하게 분포하므로 재현성 높은 질량분석이 가능하다. 즉, 기존 파릴렌 매트릭스 칩의 경우 시료 플레이트의 유기 매트릭스 점은 각각의 점적에 의해 제조되는 것이 아니라 동일공정의 딥 코팅 혹은 스프레이 코팅공정으로 제조되는 것이 아니므로 질량분석이 이루어지는 유기 매트릭스 점간의 차이가 매우 크다.In addition, since the organic matrix points of the sample plate for a disposable maltodext mass spectrometer according to the present invention are manufactured by dip coating or spray coating processes of the same process, rather than being manufactured by respective dots, the difference between the organic matrix points in which mass analysis is performed Because it is very small and uniformly distributed, mass spectrometry with high reproducibility is possible. That is, in the case of the existing parylene matrix chip, the organic matrix point of the sample plate is not manufactured by the respective dots but by the dip coating or spray coating process of the same process, so that the difference between the organic matrix points where mass analysis is performed very big.
또한, 소수성의 금속 표면에 친수성의 폴리머가 패터닝된 부위에 수용성의 유기 매트릭스 용액을 가하여 건조하므로 친수성 폴리머 패턴상에 균일한 유기 매트릭스 결정으로 건조되어 분포하므로 최종 시료의 결정이 부분에 따라 두께가 고르게 분포하게 된다. 따라서, 말디톱 질량분석을 위해 레이져 조사위치에 따라 발생하는 이온량에 차이가 매우 작아지므로 재현성 높은 말디톱 질량분석을 통한 시료의 정량분석이 가능하다.In addition, since a water-soluble organic matrix solution is added to a hydrophobic metal surface patterned with a hydrophilic polymer, the organic matrix matrix is dried and distributed uniformly on the hydrophilic polymer pattern, so that the thickness of the final sample is uniform . Therefore, it is possible to quantitatively analyze the sample through the high reproducibility of Maddystar mass analysis because the difference in the amount of ions generated according to the laser irradiation position for the Maldistop mass analysis becomes very small.
도 1은 본 발명의 일회용 말디톱 질량분석기용 시료 플레이트를 제조하는 방법 및 단면구조를 도시하는 도면,
도 2(a)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일회용 말디톱 질량분석기용 시료 플레이트상의 유기 매트릭스 점의 전자현미경(SEM) 이미지를 도시하는 도면,
도 2(b)는 기존 피펫을 사용한 점적방법으로 일회용 말디톱 질량분석기용 시료 플레이트상의 유기 매트릭스 점의 전자현미경(SEM) 이미지를 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 친수성 폴리머를 패터닝한 후 피펫으로 점적한 유기매트릭스(좌)와 친수성 폴리머를 패터닝한 후 스프레이로 코팅한 유기매트릭스(우)상에서 같은 농도의 아르기닌을 말디톱 질량분석기로 측정한 결과를 보여주는 질량분석결과 도면,
도 4은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조된 일회용 말디톱 질량분석기용 시료 플레이트를 이용한 저분자시료인 아르기닌과 프롤린 등 아미노산 시료의 질량분석 결과 도면,
도 5은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조된 일회용 말디톱 질량분석기용 시료 플레이트를 이용한 아미노산 혼합시료의 질량분석 결과 도면이다BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view showing a cross-sectional structure and a method of producing a sample plate for a disposable maltodext meat analyzer of the present invention;
2 (a) is an electron microscope (SEM) image of an organic matrix point on a sample plate for a disposable maltodext Ion mass spectrometer according to a preferred embodiment of the present invention,
FIG. 2 (b) is an electron microscope (SEM) image of an organic matrix spot on a sample plate for a disposable horse dunnage mass spectrometer according to a dot method using an existing pipette,
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a method of patterning a hydrophilic polymer according to a preferred embodiment of the present invention, patterning an organic matrix (left) dotted with a pipette and a hydrophilic polymer and then spraying the same concentration of arginine onto the sprayed organic matrix Mass spectrometry showing the results of mass spectrometry,
FIG. 4 is a result of mass spectrometric analysis of amino acid samples such as arginine and proline, which are low-molecular samples using a sample plate for a disposable maltodext mass spectrometer manufactured according to a preferred embodiment of the present invention,
5 is a mass spectrometric analysis result of an amino acid mixture sample using a sample plate for disposable maltodext mass spectrometer manufactured according to a preferred embodiment of the present invention
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일회용 말디톱 질량분석용 시료 플레이트의 제조방법 및 이를 이용한 질량분석 방법을 첨부한 도면을 참고로 이하에서 설명한다.A method of manufacturing a sample plate for disposable maldydalt mass spectrometry and a mass spectrometry method using the same according to a preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
본 실시예에 따르면 따른 대량생산에 적합한 말디톱 질량분석기용 시료 플레이트는 금속 모재, 친수성 폴리머 박막, 유기 매트릭스 및 파릴렌 박막으로 구성된다. 도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일회용 말디톱 질량분석기 시료 플레이트의 제조방법을 도시하는 도면이다. 도 1에서 보이듯이 필름 마스크를 이용하여 수용성 폴리머 스프레이, 딥코팅 혹은 스프레이 공정을 통한 유기 매트릭스 점적, 파릴렌 코팅공정을 통해 일회용 말디톱 질량분석기 시료 플레이트를 제조한다. According to the present embodiment, a sample plate for a mass production of a Maldunto mass spectrometer is composed of a metal base material, a hydrophilic polymer thin film, an organic matrix and a parylene film. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view showing a method for manufacturing a disposable maltodexti mass spectrometer sample plate according to a preferred embodiment of the present invention. FIG. As shown in FIG. 1, a single-use Maltodest mass spectrometer sample plate is prepared through an organic matrix dropping and parylene coating process using a water-soluble polymer spray, dip coating or spray process using a film mask.
구체적으로, 본 실시예에서 금속 모재는 도체의 성질을 금속 층으로 두께 0.1 mm, 면적 3 x 3 cm 크기의 스테인리스 스틸을 이용하였다. Specifically, in the present embodiment, the metal base material is made of stainless steel having a metal layer having a thickness of 0.1 mm and an area of 3 x 3 cm.
또한, 금속 모재 위에 지름 1.5 mm 크기의 유기 매트릭스 포인트를 81개(가로 9줄, 세로 9줄) 점적하였다. 이를 위해 상기 유기 매트릭스 포인트가 위치하는 81개 위치에 같은 지름의 구형 창을 갖도록 재단된 필름 마스크를 상기 모재와 같은 크기로 준비하여 모재 위에 고정하였다. 이 때 필름 마스크의 한쪽 면은 점착제가 붙어있어 쉽게 고정 및 제거가 가능한 것이 바람직하다. 81 organic matrix points having a diameter of 1.5 mm (9 lines long and 9 lines long) were placed on the metal base material. For this, a film mask cut to have spherical windows of the same diameter at 81 positions where the organic matrix points are located was prepared in the same size as the base material and fixed on the base material. At this time, one side of the film mask is preferably adhered with an adhesive so that it can be easily fixed and removed.
이어서, 필름 마스크가 점착된 모재에 친수성 폴리머인 폴리라이신 용액을 스프레이 코팅하였다. 본 실시예에서 폴리라이신 용액의 농도는 1 mg/ml(0.1% (w/v))로 하였으며, 스프레이 코팅 부피는 0.6ml로 고정하였고, 스프레이 속도는 분당 0.2 ml로 조절하였다. 이후 20분 동안 상온에 방치하여 스프레이된 폴리머 층을 건조하였다. Then, a polylysine solution as a hydrophilic polymer was spray-coated on the base material to which the film mask was adhered. In this example, the concentration of the polylysine solution was 1 mg / ml (0.1% (w / v)), the spray coating volume was fixed to 0.6 ml, and the spray rate was adjusted to 0.2 ml per minute. After that, it was left at room temperature for 20 minutes to dry the sprayed polymer layer.
이어서, 수용성 폴리머가 도포된 모재에 유기 매트릭스 층을 도포한다.Subsequently, the organic matrix layer is applied to the base material coated with the water-soluble polymer.
본 실시예에서 유기 매트릭스 층의 도포는 딥(deep) 코팅 방법으로 제공된다. 딥 코팅 방법은 유기 매트릭스 수용액에 상기 건조된 모재를 마스크를 제거한 후 수초간 담갔다가 건져서 건조하는 방법이다. 본 실시예에서 유기 매트릭스 수용액으로는 10 mg/ml 농도의 CHCA[a-Cyano-4-hydroxycinnamic acid]가 사용되었으며, 용매는 물과 아세토나이트릴을 1:1로 혼합하여 준비하였다. 또한, 딥 코팅한 모재는 상온에서 30분 동안 방치하여 건조하였다.In this embodiment, the application of the organic matrix layer is provided by a deep coating method. In the dip coating method, the dried base material is removed from the organic matrix aqueous solution by removing the mask, then dipped for several seconds and dried. In this example, CHCA [a-Cyano-4-hydroxycinnamic acid] at a concentration of 10 mg / ml was used as an aqueous solution of the organic matrix. The solvent was prepared by mixing water and acetonitrile in a ratio of 1: 1. The base material to which the dip coating was applied was left to stand at room temperature for 30 minutes and dried.
상기 실시예의 별법으로서 유기 매트릭스 층은 스프레이 방법으로 도포 가능하다. 이 경우, 유기 매트릭스 수용액으로는 10 mg/ml 농도의 CHCA가 사용될 수 있으며, 용매는 물과 아세토나이트릴을 1:1로 혼합하여 준비한다. 스프레이 코팅 후 모재에서 필름 마스크를 제거하고 상온에서 20분 동안 방치하여 건조함으로서 유기 매트릭스 층의 도포는 완료된다. 상기 두 가지 방법으로 도포된 유기 매트릭스 층의 두께는 수 마이크로미터인 것이 바람직하다. As an alternative to the above embodiment, the organic matrix layer can be applied by a spray method. In this case, as the aqueous solution of the organic matrix, CHCA having a concentration of 10 mg / ml can be used. The solvent is prepared by mixing water and acetonitrile in a ratio of 1: 1. Application of the organic matrix layer is completed by removing the film mask from the base material after spray coating and allowing to stand for 20 minutes at room temperature and dry. The thickness of the organic matrix layer applied by the two methods is preferably several micrometers.
이어서 유기 매트릭스가 도포된 모재에 파릴렌 코팅을 실시하였다. 본 실시예에서는 모재 위에 파릴렌-N을 열증착 방법을 이용하여 100 nm 이하로 모재 전면에 도포하였다. Subsequently, the base material coated with the organic matrix was subjected to parylene coating. In this embodiment, parylene-N was applied on the entire surface of the base material to a thickness of 100 nm or less by a thermal vapor deposition method on the base material.
본 실시예에서는 모재로 스테인레스, 친수성 폴리머로 폴리라이신, 유기 매트릭스로 CHCA를 이용하였다. 그러나, 도체의 성질을 가진 금속을 모재로 이용가능하며, 친수성 작용기인 하이드록실기, 아민기, 카르복실기 등을 가지는 친수성 폴리머도 사용가능하다. 또한, CHCA 외에도 말디톱 질량분석기에 통상적으로 쓰이는 유기 매트릭스는 본 발명에 사용가능하므로 반드시 상기 실시예의 재료, 방법 및 유리매트릭스 점의 숫자 등으로 본 발명의 고안이 한정되는 것은 아니다.In this embodiment, stainless steel was used as the base material, polylysine was used as the hydrophilic polymer, and CHCA was used as the organic matrix. However, a metal having a conductor property can be used as a base material, and a hydrophilic polymer having a hydrophilic functional group such as a hydroxyl group, an amine group, or a carboxyl group can also be used. In addition to CHCA, an organic matrix conventionally used in a maldstrach mass spectrometer can be used in the present invention, so that the design of the present invention is not necessarily limited to the material, method, and number of free matrix points of the embodiment.
도 2(a)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일회용 말디톱 질량분석기용 시료 플레이트상의 유기 매트릭스 점의 전자현미경(SEM) 이미지를 도시하는 도면이고, 도 2(b)는 기존 피펫을 사용한 점적방법으로 일회용 말디톱 질량분석기용 시료 플레이트상의 유기 매트릭스 점의 전자현미경(SEM) 이미지를 도시하는 도면이다. 도 2에서 보듯이 친수성 폴리머 층 위에 유기 매트릭스를 스프레이하는 경우 (도 2a), 생성되는 유기 매트릭스의 결정이 피펫을 사용하여 점적한 경우(우)에 비해 매우 작고 균일하게 분포하는 것으로 관찰된다. 즉, 소수성의 금속 표면에 친수성의 폴리머가 패터닝된 부위에 수용성의 유기 매트릭스 용액을 가하여 건조하므로 친수성 폴리머 패턴상에 균일한 유기 매트릭스 결정으로 건조되어 분포하므로 최종 시료의 결정이 부분에 따라 두께가 고르게 분포하게 된다. 따라서, 말디톱 질량분석을 위해 레이져 조사위치에 따라 발생하는 이온량에 차이가 매우 작아지므로 재현성 높은 말디톱 질량분석을 통한 시료의 정량분석이 가능하다.2 (a) is a view showing an electron microscope (SEM) image of an organic matrix point on a sample plate for a disposable Maltodispy mass spectrometer according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 2 (b) (SEM) image of an organic matrix spot on a sample plate for a disposable Maltodite mass spectrometer. As shown in Fig. 2, when the organic matrix is sprayed onto the hydrophilic polymer layer (Fig. 2A), it is observed that the crystals of the resulting organic matrix are very small and uniformly distributed as compared with the case of using a pipette (right). That is, since a water-soluble organic matrix solution is added to a portion of the hydrophobic metal surface patterned with a hydrophilic polymer, the organic matrix matrix is dried and distributed as a uniform organic matrix on the hydrophilic polymer pattern. Therefore, . Therefore, it is possible to quantitatively analyze the sample through the high reproducibility of Maddystar mass analysis because the difference in the amount of ions generated according to the laser irradiation position for the Maldistop mass analysis becomes very small.
도 3은 본 발명의 일회용 말디톱 질량분석기 타겟 플레이트 제조과정중 친수성 폴리머를 패터닝한 후 피펫으로 점적한 유기매트릭스(좌)와 친수성 폴리머를 패터닝한 후 스프레이로 코팅한 유기매트릭스(우)상에서 같은 농도의 아르기닌을 측정한 결과를 보여주는 질량분석도이다. 유기 매트릭스로는 CHCA(a-Cyano-4-hydroxycinnamic acid)가 사용되었다. 도 3에서 보이는 바와 같이 두가지 경우 동일한 질량피크가 관찰되었으므로 본 발명에서 유기매트릭스의 위해 사용하는 친수성 폴리머층이 질량분석결과에 영향을 끼치지 않음을 알수있다.FIG. 3 is a graph showing the relationship between the concentration of the hydrophilic polymer on the organic matrix (right) coated with the hydrophilic polymer after patterning the hydrophilic polymer in the disposable Maltodag mass spectrometer target plate manufacturing process of the present invention, Of arginine. ≪ tb > < TABLE > CHCA (a-Cyano-4-hydroxycinnamic acid) was used as the organic matrix. As shown in FIG. 3, since the same mass peak is observed in both cases, it can be seen that the hydrophilic polymer layer used for the organic matrix in the present invention does not affect the mass spectrometry results.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조된 일회용 말디톱 질량분석기 시료 플레이트에 저분자시료인 아르기닌과 페닐알라닌을 400㎍/ml 농도로 제조하여 0.5㎕를 뿌려준 후 건조시킨 스테인리스 모재에서 말디톱 질량분석한 겨과를 도시한 도면이다. 도 4에서 보듯이, 해당 저분자 시료의 이온피크가 관찰되는데, 상기 결과는 나노섬 나노 구조체를 말디톱 질량분석에 이용할 경우 고체 매트릭스의 역할을 수행하여 저분자 시료를 이온화하여 질량분석에 적용이 가능함을 확인할 수 있다.FIG. 4 is a graph showing the results of the determination of arginine and phenylalanine in 400 μg / ml of a low-molecular sample on a disposable Maltodest mass spectrometer sample plate prepared according to a preferred embodiment of the present invention, Fig. As shown in FIG. 4, the ion peak of the corresponding low-molecular-weight sample is observed. The result shows that when the nano-island nanostructure is used for the mass spectrometry of maltodis mass spectrometry, it can act as a solid matrix to ionize a low- Can be confirmed.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조한 일회용 말디톱 질량분석기 시료 플레이트를 이용한 저분자량 시료인 아미노산 혼합물의 질량분석 결과를 보여주는 도면이다. 도 5의 혼합물 시료는 프롤린과 아르기닌 산을 각각 1mg/ml 농도로 제조한 용액을 50㎕씩 피펫으로 따서 혼합하여 제조하였다. 제조된 혼합물 시료를 일회용 시료플레이트 위에서 말디톱 질량분석한 결과도는 해당 저분자 시료의 이온 피크가 각각 관찰되었다. 이와 같은 결과는 일회용 말디톱 질량분석기 시료 플레이트의 경우 말디톱 질량분석에 이용할 경우 다양한 화학적 성질의 저분자 시료를 이온화하여 질량분석에 적용이 가능함을 보여준다. FIG. 5 is a view showing a result of mass spectrometric analysis of a mixture of amino acids, which is a low molecular weight sample, using a disposable Maltodest Mass Spectrometer sample plate manufactured according to a preferred embodiment of the present invention. 5 was prepared by pipetting 50 μl of a solution prepared by mixing proline and arginine at a concentration of 1 mg / ml, respectively. The result of mass spectrometry analysis of the prepared mixture sample on a disposable sample plate revealed ion peaks of the corresponding low molecular weight samples. These results show that the disposable maltodext mass spectrometer sample plate can be applied to mass spectrometry by ionizing low-molecular samples of various chemical properties when used in the mass spectrometry of Maldiste.
이상으로 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일회용 말디톱 질량분석기용 시료 플레이트 및 이를 이용한 말디톱 질량분석 방법을 첨부한 도면을 참고로 상세하게 설명하였다. 하지만본 발명이 속한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기 구성의 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 오직 뒤에서 설명할 특허청구범위에 의해서만 한정된다.Hereinafter, a sample plate for a disposable horse daltop mass spectrometer according to a preferred embodiment of the present invention and a method for mass dross mass analysis using the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, it will be understood by those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention. Accordingly, the scope of the present invention is limited only by the scope of the following claims.
Claims (21)
상기 금속 모재의 적어도 일부에 형성된 친수성 폴리머 박막,
상기 친수성 폴리머 박막 위에 형성된 유기 매트릭스 및
상기 유기 매트릭스가 형성된 금속 모재 위에 형성되고, 상기 유기 매트릭스를 전부 덮도록 형성된 파릴렌 박막을 포함하는 것을 특징으로 하는 말디톱 질량분석기에 이용가능한 시료 플레이트.Metal base material,
A hydrophilic polymer thin film formed on at least a part of the metal base material,
An organic matrix formed on the hydrophilic polymer thin film and
And a parylene film formed on the metal matrix on which the organic matrix is formed and formed so as to cover the entire organic matrix.
상기 친수성 폴리머 박막 위에 유기 매트릭스를 형성하는 단계; 및
상기 유기 매트릭스가 형성된 금속 모재 위에서 상기 유기 매트릭스를 전부 덮도록 파릴렌 박막을 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 말디톱 질량분석기에 이용가능한 시료 플레이트의 제조방법.Forming a hydrophilic polymer thin film on at least a part of the metal base material;
Forming an organic matrix on the hydrophilic polymer thin film; And
Applying a parylene thin film to cover the organic matrix on the metal matrix on which the organic matrix is formed.
상기 금속 모재 위에 일정하게 패터닝된 마스크 층을 도포하는 단계;
상기 패터닝된 마스크가 도포된 금속 모재 위에 친수성 폴리머를 도포하는 단계;
상기 친수성 폴리머를 건조하는 단계; 및
상기 마스크 층을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 말디톱 질량분석기에 이용가능한 시료 플레이트의 제조방법.The method of claim 12, wherein forming the hydrophilic polymer thin film comprises:
Applying a uniformly patterned mask layer over the metal base material;
Applying a hydrophilic polymer onto the metal matrix to which the patterned mask is applied;
Drying the hydrophilic polymer; And
And removing the mask layer. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
상기 방법은 상기 파릴렌 박막이 도포된 금속 모재를 절단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 말디톱 질량분석기에 이용가능한 시료 플레이트의 제조방법.14. The method of claim 13,
Wherein the method further comprises cutting the metal preform to which the parylene film has been applied. ≪ Desc / Clms Page number 20 >
13. The method of claim 12, wherein the method further comprises forming an analyte formed on the parylene film.
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